JP6033246B2

JP6033246B2 - インクジェットプリンター

Info

Publication number: JP6033246B2
Application number: JP2014029986A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　一男; 一男鈴木
Original assignee: 株式会社Ｏｋｉデータ・インフォテック
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: EP2979869A1; US9505236B2; JP2015024647A; US20160101634A1; WO2014203627A1; EP2979869A4

Description

本発明は、インクジェットプリンターに関する。

記録紙、樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出して画像等を記録するインクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターでは、様々な種類のインクが使用される。例えば、主溶剤に有機溶剤を用いた溶剤インク、紫外線によって硬化する紫外線硬化型インク、熱によって硬化する熱硬化型インクなど、用途に応じていろいろな種類のインクが用いられている。

近年、印刷後の印刷面を保護するためにフィルムのラミネートや、印刷後に所望にサイズに切断するなど次の作業工程に素早く移るため、インクを素早く乾燥させたいという要望が高まってきている。これら要望に対して、紫外線硬化型インク、熱硬化型インクなどインクの特性によって解決する方法が考えられている。

しかし一方では、有機溶剤を主溶剤として使用している溶剤インクは、塩化ビニルのフィルムなどの樹脂フィルムに対して定着性が良く、摩耗に対して強い記録物が得られるなど利点があり、この種のインクの乾燥性を良くすることが望まれている。この種のインクは、記録媒体に対して定着性を良くするために記録媒体を適度に加熱した状態でインクを吐出し、その記録後も溶剤を素早く乾燥させるために適度に加熱することがされている。例えば、プラテン、プラテンの前段のペーパーガイド、プラテン後段のペーパーガイドを夫々加熱し、その熱で記録媒体を加熱している。また、この熱や自己発熱のため記録ヘッドの温度も高くなる。一方、記録ヘッドやインクは温度が変わると粘度が変わり、吐出性能や画質に影響を及ぼすので適度に冷却する必要がある。

例えば、プリンター内の送風、冷却に関するものとして、特開２００６−２６４３２８号公報に記載のものがある。この従来技術には、熱によって定着を促進させる熱硬化型インクを用いたインクジェットプリンターが開示されている。この装置は、ヒーターをキャリッジの上方に、またキャリッジの走査方向に沿って配置させた構成となっている。そのため、キャリッジがかなり加熱され、それを冷やす必要があり、風の流れを強制的に作り出し、空気で冷却している。

特開２００６−２６４３２８号公報

キャリッジが移動する筐体内に外気をファンによって供給するプリンターでは、筐体内の気圧が高くなり、筐体の隙間から外へ空気が流れ出ることになる。また、隙間が狭い場合は風速が早くなり、冷却の能力が高まることなる。例えば、記録媒体を排出する排出口は、記録中の印刷物に塵などが付着しないように蓋などの覆いが配置され、排出口は狭く構成されている。そこから空気が外に流れ出した場合に、空気の流れが速くなり、その風に当たる記録媒体が冷却されてしまうという問題が生じる。記録後の記録媒体はインクの乾燥性を高めるために適度に加熱する必要があり、温度低下によって乾燥性が悪くなる。また、温度分布にムラが生じると、インクの乾燥時間にムラが生じ、画質の悪化の原因となる。記録後の記録媒体はインクの乾燥性を高めるためにフロントペーパーガイド上の全ての位置で一定温度に加熱する必要があり、フロントペーパーガイドの上部に温度低下が生じるとインクの乾燥が不足し、画質の悪化の原因となる。また、温度を上げ過ぎると記録媒体の皺等の原因となり、フロントペーパーガイドの上限温度が決められている。局部的な温度低下なら、そこの部分が一定温度になるように全体の温度を上げてしまえば良いが、上限温度が決められているため、それはできない。フロントペーパーガイド上の温度を指定された一定温度にする必要がある。

本願発明のインクジェットプリンターは、複数のノズルから記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面に対向して配置され、前記記録媒体を保持するプラテンと、前記プラテンと前記キャリッジとを少なくとも内蔵する筐体と前記プラテンの前記搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体を案内すると共に、前記記録媒体を加熱するヒーターを備えたフロントペーパーガイドと、を備え、前記記録媒体を間欠搬送させ、前記記録ヘッドから前記インクを吐出し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、前記筐体の背面側に配置され、外部の気体を前記筐体の内に吸気する筐体吸気手段と、前記フロントペーパーガイドに対して先端が離間して配置され、前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面より鉛直方向の下方に前記先端が位置し、前記筐体に回動可能に接続されたカバーと、を有し、前記カバーは前記先端に向かうほど前記フロントペーパーガイドに近くなるように配置され、前記フロントペーパーガイドは鉛直方向に向かって湾曲し、前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体の一部が前記フロントペーパーガイドと前記カバーの間から排出され、該排出された前記気体によって前記フロントペーパーガイド上の前記記録媒体が冷却され、前記フロントペーパーガイドに備えられたヒーターを前記記録媒体の搬送方向上流側の方が下流側より前記フロントペーパーガイドを加熱する熱量を大きくすることで前記冷却を抑制することを特徴とする。

装置が取り込んだ外気がそのままキャリッジ内に入ることでキャリッジ内温度の上昇を防ぎ、また、記録媒体の排出口から気体が排気される場合であっても、排出口付近の記録媒体の温度低下を抑制し、画質の悪化を防止する。

図１は、インクジェットプリンターの断面図である。図２は、インクジェットプリンター内の吸気手段と排気手段の配置を説明する図である。図３は、インクジェットプリンターの外観図である。図４は、フロントペーパーガイドのヒーターの配置の例を説明する図である。

図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、インクジェットプリンターの断面図である。インクジェットプリンター１は、インクジェット式の記録ヘッド２を搭載したキャリッジ３が紙面奥行き方向に往復移動する。キャリッジ３はレール８に沿って移動する。記録ヘッド２のノズル面に対向する位置にプラテン４が配置されている。プラテン４は平板であり、貫通孔が多数設けられている。プラテン４の下側に密閉空間が設けられ、そこから吸引ファン１５によって空気が排出される。空気が排出されると密閉空間の気圧が下がる。プラテン４には貫通孔があるので、記録媒体はプラテン４上に吸着する。記録ヘッド２のノズル面には多数のノズルが備わり、インクを吐出する。キャリッジ３の位置に応じてインクを吐出することで所望の画像を記録媒体に記録する。

プラテン４の記録媒体の搬送方向下流側にはフロントペーパーガイド５が備わり、上流側にはリアペーパーガイド６が備わる。搬送ローラー７はリアペーパーガイド６とプラテン４の間に配置されている。記録媒体はリアペーパーガイド６で加熱され、搬送ローラー７とそれに対になっているピンチローラーによって挟持されながら搬送され、プラテン４に送られ、更にフロントペーパーガイド５に沿って排出される。プラテン４とフロントペーパーガイド５にもヒーターが備わり、記録媒体を加熱し、記録媒体に付着したインクの乾燥を促す。

リアペーパーガイド６の上方に、筐体１２の端部を曲げた部分である屈曲部２８が対向して設けられている。屈曲部２８は筐体１２の内側方向に曲げられ、さらに、先端に行くほどリアペーパーガイド６に近づく。また、屈曲部２８の先端部は、鉛直方向において、プラテン４の表面の平坦部より低く配置してある。このようにすることで、筐体１２の背面に配置してある筐体吸入ファン１３で吸った気体を、少しでも記録媒体の搬送方向の下流方向、すなわちキャリッジ３あるいはカバー１４の方向に流れ易くしている。言い換えれば、吸い込んだ気体が、屈曲部２８とリアペーパーガイド６の間から出にくくなる。

フロントペーパーガイド５は、その上方にあるカバー１４の先端と対向している。また、カバー１４は、先端に向かうほどフロントペーパーガイド５に近づく。フロントペーパーガイド５は、記録媒体の搬送方向の下流方向に行くほど下に下がるように曲面を構成している。このようにすることで、カバー１４とフロントペーパーガイド５によって、筐体１２内の気体がフロントペーパーガイド５の表面に沿って流れやすくしている。フロントペーパーガイド５は裏面側の内部にヒーターが配置され、それによって加熱することで、記録媒体に付着したインクの乾燥を促す。その場合に記録媒体の表面付近に蒸発した溶剤が滞留するとインクの乾燥を阻害する。そのため、風を送り滞留を防止することもしている。フロントペーパーガイド５に沿って矢印１６で示された方向に気流を作るようにフロントペーパーガイド５に対してカバー１４を近づけ、更に下方に向くように配置してある。

キャリッジ３の上部にダクト９が筐体１２の背面方向に向かい設けられている。ダクト９の筐体１２の背面方向の端部には、キャリッジ吸入ファン１１が備わっている。筐体吸入ファン１３とキャリッジ吸入ファン１１は対向するように配置されている。

ダクト９はキャリッジ３の移動方向の両端に夫々設けられている。夫々のダクト９の先端には、キャリッジ３内に気体を吸入するキャリッジ吸気手段であるキャリッジ吸入ファン１１が設けられている。このキャリッジ吸入ファン１１から気体を吸入し、その気体はダクト９を通り、キャリッジ３内を通り、キャリッジ３の正面方向の側壁の下部、すなわち記録媒体の搬送方向下流側の側壁の下部に設けられた排気口１０から外部、すなわち筐体１２内に排出される。排気口１０はカバー１４に向けられ、排出された気体はこのカバー１４の方向に流れる。このキャリッジ３内の気体の流によって記録ヘッド２も含めキャリッジ３内が冷却される。排気口１０はキャリッジ３の移動方向すなわち幅方向に沿って設けられた長穴である。好ましくは、キャリッジ３の正面方向の側壁の下部に、記録ヘッド２の配置に対応した幅に亘って長穴状の貫通孔を設ける。記録ヘッド２を冷却し気体がキャリッジ３内で滞留せずに排出し易いようにする。

ダクト９の内部側の開口部２９の、高さ方向の中央部付近を通るようにフラットケーブル１８とインクチューブ１７が這いまわされて配置されている。ダクト９の内部側の開口部２９からの気体の流れをこのフラットケーブル１８とインクチューブ１７によって上下に分けている。これにより、キャリッジ３内の上部と下部を流れる気流を作り、気流を２分して効果的にキャリッジ３内を空冷している。例えば、記録ヘッド２を冷却して暖かくなった気体がキャリッジ３の上方に流れ難くできている。

筐体吸入ファン１３の高さは、キャリッジ吸入ファン１１より高くしてあり、２倍の高さとしてある。すなわち、筐体吸入ファン１３は大型のファンを用いて外気をたくさん吸引している。筐体１２内に吸われた気体はキャリッジ吸入ファン１１によってキャリッジ３の内部に吸われるものと、キャリッジ３の外側を通るものがある。吸われた空気は、筐体１２の正面に配置されているカバー１４方向に向かう。キャリッジ吸入ファン１１によって、筐体吸入ファン１３が塞がれないようすることで、急激な気流の向きの変更を少なくできる。カバー１４は筐体１２に回動可能に接続されている。お互いのダクト９のキャリッジ３の内部側の開口部２９は、お互いが向かい合うように内側に向かって配置されている。内側に気体が流れ、更に、フラットケーブル１８により上下に流れが分かれる。また、インクチューブ１７によっても上下に気体の流れが分かれる。フラットケーブル１８の方がインクチューブ１７より気流を上下に別れさせるのに支配的に作用する。

また、排気口１０から排出された気体はカバー１４に向けられ、カバー１４に当たった気体は、カバー１４が傾いているので、それに沿って下方向に気流を生じさせ、さらに、フロントペーパーガイド５に沿って流れる。排気口１０から排気された気体は、キャリッジ３外を流れる気体と混ざり合いながら外に排出されることになる。キャリッジ吸入ファン１１で吸引された気体は、排出口１０から排出されるときに、キャリッジ３外を流れる気体より早く流れている。この排出口１０からの気流に連動し、周囲の気体の流れも速くなり、スムーズにフロントペーパーガイド５とカバー１４の間から外に排出できる。筐体内に滞留するインクから蒸発して気体となった溶剤の排出を進めることができるので、インクの乾燥を早められる。

フロントペーパーガイド５の裏側にはヒーター２４が固定されている。ヒーター２４は電熱線である。密部２５にはヒーター２４を密に配置し、疎部２６にはヒーター２４を疎に配置している。中間部２７では密部から疎部に向かい徐々に電線の密度を下げる配線としている。すなわち、フロントペーパーガイド５の表側の単位表面積あたりのヒーター２４の長さが、長いエリアと短いエリアがあり、密部２５は疎部２６より熱量が大きくなっている。密部２５は疎部２６の２倍から３倍の密度でヒーター２４を配置している。フロントペーパーガイド５とカバー１４の間を通り空気が流れるので、その部分が冷却される。そのため、フロントペーパーガイド５が局部的に低温にならないように、他の部分より加熱する熱量を大きくしている。温度低下を防止するためである。また、中間部２７は印刷物の搬送方向の温度ムラを無くし、ペーパーガイド上を一定温度に保つことで、一定の乾燥性を確保するためである。また、この密部２５に温度センサー２３を配置し、この温度センサー２３で測定した温度に基づいて、フロントペーパーガイド５の温度が一定となるようにヒーター２４をＯＮ／ＯＦＦさせて温度制御している。フロントペーパーガイド５の記録媒体の搬送方向上流側は、インクが乾燥していないので画質に影響が出やすい。よって特に温度分布のムラが少ないことが望まれている。

印刷時にフロントペーパーガイド５上の記録媒体の表面温度が一定になるように、記録媒体の搬送方向上流側を加熱する熱量を多くし、下流側にいくにしたがい徐々に加熱量を少なくしていくことで、気流による温度低下による問題を防止している。すなわち、フロントペーパーガイド５のヒーター２４を上部から下部にいくに従い密度を徐々に下げる配置を行っている。
フロントペーパーガイド５は搬送方向上流側の１／３〜１／２程度が特に気流で冷却されやすいので、冷却されやすい所のヒーター２４の熱量を大きくする。

図２は、インクジェットプリンター内の吸気手段と排気手段の配置を説明する図である。この図を用いて筐体１２内の空気の流れを説明する。筐体１２の中に吸われた気体は、筐体側面排気ファン１８、筐体背面排気ファン１９、リアペーパーガイド６と屈曲部２８の間、プラテン４からの吸引、およびフロントペーパーガイド５とカバー１４の間から排出される。インクジェットプリンター１の筐体１２の背面には気体を吸引する筐体吸気手段である筐体吸入ファン１３が多数備わる。筐体吸入ファン１３は筐体１２の長手方向に沿って配置されている。筐体吸入ファン１３はキャリッジ吸入ファン１１と対向するように配置されている。こうすることで、キャリッジ１内に筐体１２の外側の空気を多く吸い込めるからである。

レール８およびプラテン４も筐体の長手方向に沿って配置されている。プラテン４は平板プラテンであり、貫通孔が多数設けられている。プラテン４の下側には、プラテン４、プラテン４の両端の下方にある立設板２０などで区切られた空間があり、その空間内の気体を吸引ファン１５で外に排出して負圧を作り、プラテン４上を搬送されてきた記録媒体を吸引して支持する。
筐体吸入ファン１３からカバー１４の方向へ風が流れ、カバー１４に沿って下方に向かい、フロントペーパーガイド５との隙間から外に排出される気体の流れ道がある。

プラテン４の記録媒体の搬送方向上流側には、記録媒体を搬送するための搬送ローラー７が多数あり、搬送ローラー７はプラテン４の長手方向に沿って等間隔に配置されている。筐体１２の一方の端には記録ヘッド２のメンテナンスユニット２１が備わる。メンテナンスユニット２１は、記録ヘッド２のノズル面を払拭するワイパーとノズル面に密着してインクを吸引するキャップなどが備わる。このメンテナンスユニット２１側の筐体１２の側面には、筐体側面排気ファン１８が備わり、筐体１２内の気体を外部に排気する。また、筐体１２のプラテン４を挟んで逆側には、キャリッジ３の往復移動時の折り返しのための空間が備わる。その空間の奥、すなわち筐体１２の背面には、筐体背面排気ファン１９が備わり、筐体１２内の気体を外部に排気する。このようにファンにより排気することで、カバー１４とフロントペーパーガイド５との間を通って排出される空気の量を減らすことができ、記録媒体の冷却を少しは抑えることができる。

筐体１２内の筐体側面排気ファン１８側の空間の容積は、メンテナンスユニット２１があるため、筐体背面排気ファン１９側の空間の容積より小さい。そのため、容積の小さい側を側面に、大きい側を背面に夫々排気のためのファンを設け、気体の流れ具合をなるべく均等化し、キャリッジ３の移動時の移動方向のよる空気抵抗の差を小さくしている。

図３は、インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンター１は、筐体１２を脚２２で支えている。脚２２は筐体１２の下面の端方に固定される。

図４は、フロントペーパーガイドのヒーターの配置の一例を説明する図である。図４はフロントペーパーガイド５を正面から見たときの概要図である。フロントペーパーガイド５は中央部３１、左端部３０、右端部３２で内蔵のヒーター２４の配線密度が異なる。これは、中央部３０より左端部３０、右端部３２の方が、表面温度が低下しやすいので、温度が低くなるのを防止するためである。表面温度を均一にするために内蔵のヒーター２４の配線密度を中央より端部で高くしてある。例えば、ヒーター２４を、中央部３０側から引き回し、端側から中央部３０に戻る前に端方向に、もう一度引き回した後、中央部３０側に戻すことで、配線密度が２倍になる。更に折り返すことで密度を上げることもできる。

また、ヒーター２４を発熱量の異なる２種類以上のヒーターを用いる。これは、記録媒体の搬送方向の上流側、すなわち密部２５の端部のヒーターの配線密度を上げる場合に、もともと配線密度が高いので、更に配線密度を上げるのが困難な場合がある。そのような場合には、例えばヒーターの単位面積を加熱する発熱量の異なる２種類以上のヒーターを用いる。ここでは３種類で説明する。密部２５には、最も発熱量の大きいヒーターを、疎部２６には最も発熱量の小さいヒーターを、中間部２７には中間の発熱量のものを用い、記録媒体の搬送方向で配線密度を異ならせると同時に、端部の密度を大きくすることができる。すなわち、搬送方向上流側のヒーターの配線密度を高くしているので、さらに発熱量を大きくするためには、発熱量の異なるヒーターを用いる。このようにすることで、表面温度を均一にし易くできる。ここで、発熱量の異なるヒーターは、例えば単位長さあたりの発熱量異なるヒーター線を用い、発熱量の大きい第１ヒーターを密部２５、それより単位長さあたりの発熱量の小さい第２ヒーターを疎部２６に用い、中間部２７には、その中間のものを用いることができる。

本発明はインクジェットプリンターに利用できる。

１インクジェットプリンター
２記録ヘッド
３キャリッジ
４プラテン
５フロントペーパーガイド
６リアペーパーガイド
７搬送ローラー
８レール
９ダクト
１０排出口
１１キャリッジ吸入ファン
１２筐体
１３筐体吸入ファン
１４カバー
１５吸引ファン
２４ヒーター
２５密部
２６疎部

Claims

複数のノズルから記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジと、
前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面に対向して配置され、前記記録媒体を保持するプラテンと、
前記プラテンと前記キャリッジとを少なくとも内蔵する筐体と
前記プラテンの前記搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体を案内すると共に、前記記録媒体を加熱するヒーターを備えたフロントペーパーガイドと、
を備え、前記記録媒体を間欠搬送させ、前記記録ヘッドから前記インクを吐出し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、
前記筐体の背面側に配置され、外部の気体を前記筐体の内に吸気する筐体吸気手段と、
前記フロントペーパーガイドに対して先端が離間して配置され、前記記録ヘッドの前記ノズルの配置された面より鉛直方向の下方に前記先端が位置し、前記筐体に回動可能に接続されたカバーと、を有し、
前記カバーは前記先端に向かうほど前記フロントペーパーガイドに近くなるように配置され、
前記フロントペーパーガイドは鉛直方向に向かって湾曲し、
前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体の一部が前記フロントペーパーガイドと前記カバーの間から排出され、該排出された前記気体によって前記フロントペーパーガイド上の前記記録媒体が冷却され、
前記フロントペーパーガイドに備えられたヒーターを前記記録媒体の搬送方向上流側の方が下流側より前記フロントペーパーガイドを加熱する熱量を大きくすることで前記冷却を抑制することを特徴とするインクジェットプリンター。
前記キャリッジは、
前記筐体吸気手段に向かって突出して配置され、該突出した部分の先端であって前記筐体吸気手段に対向する位置に前記筐体吸気手段によって吸気される前記気体を前記キャリッジ内に吸気するキャリッジ吸気手段を備えたダクトと、
前記キャリッジの前記搬送方向の下流側の正面の下部に前記移動方向に沿って配置された長穴状の排気口と、を有し、
前記筐体吸気手段によって吸気された前記気体は、前記キャリッジ吸気手段によって前記キャリッジの内を流れる前記気体と、前記キャリッジの外を流れる前記気体に分かれ、
前記排気口から排出される気体は前記カバー方向に排出され、前記キャリッジの外を流れる前記気体と混合されて前記筐体外に排出されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンター。
前記フロントペーパーガイドの前記カバーの前記先端と対向する位置に前記フロントペーパーガイドの温度を測定する温度センサーを配置し、該温度センサーによって検出する温度に基づいて、前記フロントペーパーガイドの温度が一定となるように温度制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
前記ヒーターは前記フロントペーパーガイドの中央部側より前記交差する方向の端部側の方が加熱する熱量が大きいことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
前記ヒーターは、発熱量の異なる第１ヒーターと第２ヒーターを含み、前記第１ヒーターは前記第２ヒーターより発熱量が大きく、前記第１ヒーターを前記フロントペーパーガイドの前記搬送方向上流側に配置し、前記第２ヒーターを前記搬送方向下流側に配置することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。